Madhavan Ramanujam and Cyril Baud."> 无缝与插槽无刷直流电动机 - 必威betway西

无缝与插槽无刷直流电动机

2020年9月28日

无刷直流电动机是以更高速度运行的应用的首选技术。但是，两种不同的运动架构可以提出一个选择的难题。Madhavan Ramanujam和西里尔·波特（Cyril Baud）。

在过去的十年中，越来越多的无刷直流电动机作为需要高速组合（超过12,000 rpm）和长途运营寿命的应用的刷子直流电动机的替代方案。当然，有些权衡：无摩笔通勤的电动机提供简单的控制，没有齿轮，而无刷直流电动机的构造复杂性意味着成本较高。

对于许多应用程序，两者之间的选择是明确的，但是对于其他应用程序（在每个技术的性能限制之间的需求）中，该决定更加困难，并且经常涉及设计折衷。

传统的无刷直流电（BLDC）电动机是一个开槽的设计 - 线圈在定子周围的插槽内缠绕。使用无槽设计，线圈在单独的外部操作中缠绕，然后在电动机组装过程中直接插入气隙。

可以使无槽BLDC电动机的尺寸较小。在开槽的BLDC电动机中，定子牙齿的存在可防止电动机的整体尺寸最小化。此外，随着电动机尺寸的减小，绕组过程变得越来越困难。相比之下，无槽BLDC电动机具有固定在圆柱定子铁芯上的偏斜或轴向型绕组，使大小更容易降低。无聊的设计还通过降低的复杂性和更易于制造的定子芯具有成本优势。

性能考虑
在无聊的BLDC电动机设计的早期，功率密度低于等效插槽电动机。然而，高能永久磁铁的出现及其替代磁化布置已缩小了性能差距。

开槽的BLDC电动机无法使用高能量磁铁，因为增加电动机的磁性载荷所需的较厚齿具有减少插槽区域的作用，从而减少电动机的电动载荷。

但是，开槽的BLDC电动机仍然可以提供比无槽设计更高的扭矩，因为插槽设计可以处理更高的温度，从而可以产生更多的扭矩。但是，由于在过载操作过程中磁回路的饱和度，电动机扭矩减小，而在无槽设计中没有牙齿没有磁性饱和，因此提供了更好的过载。

另一个性能考虑是高速操作。尽管这两种设计的运行速度都比拉丝直流电动机高得多，但在升高速度下，插槽和无槽设计具有不同的特性。为了在高速操作（40,000至60,000 rpm）下获得机械稳定，通常无旋转转子具有两极的永久磁铁设计。此外，由于较大的气隙，电动机以高速运行时，定子核心损失仅限于可接受的范围。核心损失由于其槽的定子结构而相对较小，因此提供了高功率密度。

Slotless提供低电感，引入了运动控制挑战。如果应用脉冲宽度调制（PWM）控制，则低电感会导致更高的运动损耗。具有较高开关频率（80 - 100kHz）或串联补偿电感器的控件可用于缓解低电感问题。

有了这些特征，不同的无刷直流电动机技术将自己用于不同的应用。开槽的BLDC电动机适用于需要更高数量的电线杆和最终尺寸较小的电动汽车或家用电器等应用。在恶劣的环境中，它们也是首选的，因为插槽设计中的线圈更容易保护，并且由定子牙齿机械地固定。另一方面，当需要高速和小尺寸时，例如，在医疗设备或便携式工业工具中，无聊的BLDC电动机可以提供最佳的解决方案。

Madhavan Ramanujam是Portescap的研发技术专家，Cyril Baud是Portescap的R＆D经理。


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